KR100635688B1 - 유도 브릴루앙 산란 문턱값이 향상된 광섬유, 이를 이용한광전송선 및 광통신 시스템 - Google Patents

유도 브릴루앙 산란 문턱값이 향상된 광섬유, 이를 이용한광전송선 및 광통신 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 신호 전송 시스템에 사용되는 단일모드 광섬유(Single Mode Optical Fiber)에 관한 것으로서, 특히 높은 파워를 갖는 아날로그 신호를 굴곡이 심한 포설 환경에서도 양호한 특성으로 전송할 수 있도록 유도 브릴루앙 산란 문턱값을 향상시킨 단일모드 광섬유에 관한 것이다.
본 발명은 광 중심축으로부터의 반경이 rcore인 코어 영역과, 이 코어 영역을 둘러싸는 클래드 영역을 구비하는 단일 모드 광섬유로서, 상기 코어 영역은 광 중심축에서의 비굴절율차 △1과 반경 rcore에서의 비굴절율차 △2가 서로 동일하지 않은 굴절율 프로파일(△1≠△2)을 가진다. (여기서, △1(%)=[(n1 2-nc 2)/2n1 2]×100, △2(%)= [(n2 2-nc 2)/2n2 2]×100, n1: 광 중심축에서의 굴절율, n2: 반경 rcore에서의 굴절율, nc: 클래드 영역의 굴절율)
유도 브릴루앙 산란, 구부림 손실, 단일모드 광섬유

Description

유도 브릴루앙 산란 문턱값이 향상된 광섬유, 이를 이용한 광전송선 및 광통신 시스템 {OPTICAL FIBER WITH A LOW STIMULATED BRILLOUIN SCATTERING AND OPTICAL TRANSMISSION LINE USING THE SAME, AND OPTICAL TRANSMISSION SYSTEM}
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 계단형 굴절율 구조를 갖는 종래의 단일모드 광섬유에 대한 굴절율 프로파일도.
도 2는 포물선형 굴절율 구조를 갖는 본 발명의 단일 모드 광섬유에 대한 굴절율 프로파일도.
도 3은 삼각형 굴절율 구조를 갖는 본 발명의 단일 모드 광섬유에 대한 굴절율 프로파일도.
도 4는 역삼각형 굴절율 구조를 갖는 본 발명의 단일 모드 광섬유에 대한 굴절율 프로파일도.
도 5는 실시예 1의 광섬유에 대한 유도 브릴루앙 산란 문턱값을 도시하는 그래프.
도 6은 실시예 2의 광섬유에 대한 유도 브릴루앙 산란 문턱값을 도시하는 그래프.
도 7은 비교예 1의 광섬유에 대한 유도 브릴루앙 산란 문턱값을 도시하는 그래프.
도 8은 비교예 2의 광섬유에 대한 유도 브릴루앙 산란 문턱값을 도시하는 그래프.
본 발명은 신호 전송 시스템에 사용되는 단일모드 광섬유(Single Mode Optical Fiber)에 관한 것으로서, 특히 높은 파워를 갖는 아날로그 신호를 굴곡이 심한 포설 환경에서도 양호한 특성으로 전송할 수 있도록 유도 브릴루앙 산란 문턱값을 향상시킨 단일모드 광섬유에 관한 것이다.
광자(photon)가 물질에 입사되면, 음자(phonon)가 발생되는데 이러한 음자는 광 음자(optical phonon)와 음향 음자(acoustic phonon)로 분류된다. 광 음자는 광자에 의해 분자 스트레칭의 진동이 발생되는 것이고, 음향 음자는 물질 격자 등의 집단 진동이 발생되는 것이다. 브릴루앙 산란은 상기 광자와 상기 음향 음자의 상호 작용에 의해 발생된다.
일반 단일모드 광섬유에 높은 파워의 광신호가 입사되면, 유도 브릴루앙 산란(Stimulated Brillouin Scattering: SBS)에 의해 후방 산란이 발생된다. 이 후방 산란에 의해 전송 신호가 약해지고, 잡음이 발생되는데, 이러한 현상은 특히 수동 광 네트워크(Passive Optical Network: PON)에서 심각하다.
아날로그 신호 전송에서, PON 소자를 사용하게 되면 광신호를 더 많은 갈래로 분기하기 위해서 더 높은 파워의 광신호 입력을 필요로 하게 된다. 그러나, 이렇게 아날로그 신호의 파워가 커지게 되면, 광섬유내에 유도 브릴루앙 산란이 증가되어 신호 품질을 크게 저하시킨다. 따라서, 단일한 광섬유내로 더 높은 파워의 아날로그 신호를 더 많은 사용자에게 분기시켜 제공하기 위해서는 광섬유내의 유도 브릴루앙 산란을 저감시키는 것이 매우 중요하다.
FTTx 환경에서 광섬유를 통하여 음성(Voice), 화상(Video), 데이터를 동시에 전송하는 트리플 플레이 시스템(Triple Play System)이나 CATV 신호 전송시에 아날로그 광신호가 광섬유를 통해 전송되는데, 이 경우 전송 신호 파워가 높아지면, 유도 브릴루앙 산란에 의해 신호가 왜곡된다. 이를 최소화하기 위해서는 유도 브릴루앙 산란이 저감된 광섬유, 즉, 유도 브릴루앙 산란 문턱값이 높은 광섬유가 필요하다.
광섬유에서 유도 브릴루앙 산란 문턱값(SBSthreshold power)은 아래의 수학식 1로 표현된다.
SBSthreshold power = (21Aeff)/(Leff·gB)
(여기서, Aeff : 광섬유의 유효 단면적, Leff : 광섬유의 유효 길이, gB : 브 릴루앙 이득 계수)
상기 수학식 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 유도 브릴루앙 산란 문턱값을 높이기 위해서는(즉, 유도 브릴루앙 산란의 크기를 줄이기 위해서는) 유효 단면적( Aeff)을 크게 하거나 유효 길이(Leff)를 짧게 하거나, 광섬유의 굴절율 프로파일을 변화시켜 브릴루앙 이득 계수(gB)를 줄여야 한다.
그러나, 제조되는 광섬유에 대해 ITU-T G.652가 규정하는 유효면적과 손실 수준을 유지하면서 동일 길이에 대해 유도 브릴루앙 산란을 저감시키기 위해서는 브릴루앙 이득 계수를 줄이는 방법, 즉, 광섬유의 굴절율 프로파일을 변화시키는 방법이 바람직하다.
본 발명은 높은 파워의 아날로그 신호 전송에 적합하고, 구부림 손실이 작은 단일 모드 광섬유를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상용 단일 모드 광섬유에 요구되는 규격(유효 단면적, 구부림 손실)을 만족시킬 뿐만 아니라 유도 브릴루앙 산란의 문턱값이 향상된 단일 모드 광섬유를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상술한 광섬유를 이용하는 광전송선 및 이 광전송선을 채택하는 광통신 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 첨부된 특허청구범위 에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
유도 브릴루앙 산란을 저감시키기 위해서는 입사된 신호에 의해 유도된 음향 음자가 광섬유 각 부분에서 같은 속도로 진행하여 공명되지 않도록 반경 방향 또는 길이 방향으로 굴절율 구조를 변화시켜야 한다.
그러나, 광섬유의 길이 방향으로 굴절율을 변화시키는 것은 제조 공정상 양산성의 문제를 야기하기 때문에 본 발명자들은 굴절율 구조를 길이 방향으로는 동일하게 유지하고, 반경 방향으로만 변화시키는 기술을 제안한다. 광섬유에서 음향 음자가 전파되는 속도를 효과적으로 분산시켜서 유도 브릴루앙 산란 문턱값을 높이기 위해서는 반경에 따른 효과적인 굴절율 구조 변화 등을 통하여 음향 전파속도 변화를 많이 주는 것이 좋다. 도 1에 도시된 형태의 계단형 굴절율 프로파일 보다는 포물선형 굴절율 프로파일(도 2 참조)이나 삼각형 굴절율 프로파일(도 7 및 도 8 참조)을 갖는 광섬유가 유도 브릴루앙 산란 문턱값을 높이는데 적합하다.
또한, 구부림 손실에 있어서, 광섬유가 구부러지면 진행하는 광신호가 경험하는 굴절율 분포가 변형되어 기울어지게 되고, 외곽으로 벗어난 파워 일부가 광섬유를 진행하지 못하고 빠져나가 손실이 발생한다. 광섬유를 일정한 구부림 반경으로 여러번 감을 경우 감긴 부분에는 연속적으로 파워가 빠져나간다. 또한, 구부러진 광섬유를 진행하던 기본 모드가 다시 곧은 광섬유를 진행할 경우 두 상황에서의 필드 형태가 불일치하므로 진행하던 파워의 일부가 손실된다.
광섬유를 진행하는 기본 모드의 필드 형태는 광섬유의 굴절율 구조에 따라 다르다. 일반 단일모드 광섬유의 굴절율 프로파일은 계단형이며, 필드는 가우시안에 가깝다. 반면에, 코어 중심으로 갈수록 굴절율이 높아지는 광섬유의 필드는 가우시안 형태 보다는 코어 중심에 파워가 국한되는 형태를 가진다. 따라서, 코어 중심으로 갈수록 굴절율이 높아지는 굴절율 프로파일의 경우, 광섬유가 구부러질 경우 상대적으로 작은 파워만 빠져 나가 구부림 손실이 줄어들도록 할 수 있다.
또한, 구부림 손실을 일정하게 유지하면서 유효 단면적을 크게 하는 방법으로서 코어 중심부의 굴절율을 낮추고 그 주변의 굴절율을 높이는 방법이 있다. 이와 같이, 코어 중심부의 굴절율을 그 주변에 비해 낮게 하면, 필드가 코어 중심으로부터 주변으로 분산되면서 유효 단면적을 증가시키는 효과를 갖는다. 즉, 동일한 유효 단면적에 대해 구부림 손실이 작아지는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 광섬유의 유효 단면적이 커지면, 진행하는 신호의 단위 면적당 세기가 작아지므로 유도 브릴루앙 산란을 포함한 모든 비선형 현상이 감소된다.
상술한 기술 사상을 구현하기 위한 본 발명의 일 양태는 광 중심축으로부터의 반경이 rcore인 코어 영역과, 이 코어 영역을 둘러싸는 클래드 영역을 구비하는 단일 모드 광섬유로서, 상기 코어 영역은 광 중심축에서의 비굴절율차 △1과 반경 rcore에서의 비굴절율차 △2가 서로 동일하지 않은 굴절율 프로파일(△1≠△2)을 가진다. (여기서, △1(%)=[(n1 2-nc 2)/2n1 2]×100, △2(%)= [(n2 2-nc 2)/2n2 2]×100, n1: 광 중심축에서의 굴절율, n2: 반경 rcore에서의 굴절율, nc: 클래드 영역의 굴절율)
예를 들어, 본 발명에 따른 단일 모드 광섬유는 광 중심축에서의 비굴절율차 △1이 반경 rcore에서의 비굴절율차 △2보다 큰 굴절율 프로파일(△1 〉△2)을 갖거나, 광 중심축에서의 비굴절율차 △1이 반경 rcore에서의 비굴절율차 △2보다 작은 굴절율 프로파일(△1〈 △2)을 갖는 것이 모두 가능하다.
특히, 코어 영역의 굴절율 프로파일이 삼각형 구조를 갖는 경우, 비굴절율차의 비 △2/△1가 0.5 이하(△2/△1≤0.5)인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게, △2/△1가 0.25 이상이고, 0.45 이하(0.25≤△2/△1≤0.45)인 것이 좋다. 따라서, 상기 비굴절율차의 비(△2/△1)가 0.5 이상이 되면, 광섬유의 특성이 다중모드 광특성으로 변화될 뿐만 아니라 유도 브릴루앙 산란 문턱값이 만족할 만한 수준으로 향상되지 않는다.
또한, 코어 영역의 굴절율 프로파일이 역삼각형 구조를 갖는 경우, 비굴절율차의 비 △2/△1가 2 이상(△2/△1≥2)인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게, △2/△1가 3 이상이고, 4 이하(3≤△2/△1≤4)인 것이 좋다. 따라서, 상기 비굴절율차의 비(△2/△1)가 0.2 이하가 되면, 만족할 만한 유도 브릴루앙 산란 문턱값과 구부림 손실을 구현할 수 없게 된다.
본 발명에 따른 단일 모드 광섬유는 1310nm 파장에서의 모드필드경(MFD)이 8.6 ~ 9.5㎛(보다 바람직하게, 8.8 ~ 9.4㎛)이고, 영분산파장이 1300 ~ 1324nm 사 이 (보다 바람직하게, 1302 ~ 1322nm 사이)에 존재하고, 1550nm 파장에서의 분산값이 18ps/nm-km 이하이며, 구부림 반경 16mm로 1번 감았을 때 1550nm 파장에서의 구부림 손실이 0.1dB이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 양태는 상술한 광섬유를 이용한 광전송선 및 이 광전송선을 광전송 경로의 적어도 일부로 채용하는 광통신 시스템에 관한 것이다.
실시예 1
본 실시예의 광섬유는 도 2와 같이 포물선형 굴절율 프로파일을 갖는 광섬유에 관한 것이다. 광 중심축에서의 굴절율을 n1라 하고, 반경 rcore에서의 굴절율을 n2라 하며, 클래드 영역의 굴절율(모재로 사용되는 실리카 튜브와 동일한 굴절율을 가짐)을 nc라고 하면, 비굴절율차 △1(%) 및 △2(%)는 아래의 식을 만족하고, 그 굴절율 구조 및 광특성은 아래와 같다.
△1(%)=[(n1 2-nc 2)/2n1 2]×100
△2(%)= [(n2 2-nc 2)/2n2 2]×100
(1) 반경 : rcore = 4.8㎛
(2) 비굴절율차 : △1(%)=0.346, △2(%)= 0.132
(3) 영분산 파장 : 1319nm
(4) 분산(1550nm) : 16.2ps/nm-km
(5) 유효 단면적(1550nm) : 89.2 ㎛2
(6) 차단 파장 : 1286nm
(7) 모드필드경
1310nm : 9.00㎛, 1550nm : 9.2 ㎛
(8) 분산 기울기 : 0.088ps/nm2/km
실시예 2
본 실시예의 광섬유는 도 2와 같이 포물선형 굴절율 프로파일을 갖는 광섬유에 관한 것이다. 광 중심축에서의 굴절율을 n1라 하고, 반경 rcore에서의 굴절율을 n2라 하며, 클래드 영역의 굴절율(모재로 사용되는 실리카 튜브와 동일한 굴절율을 가짐)을 nc라고 하면, 비굴절율차 △1(%) 및 △2(%)는 아래의 식을 만족하고, 그 굴절율 구조 및 광특성은 아래와 같다.
△1(%)=[(n1 2-nc 2)/2n1 2]×100
△2(%)= [(n2 2-nc 2)/2n2 2]×100
(1) 반경 : rcore= 4.9 ㎛
(2) 비굴절율차 : △1(%)=0.356, △2(%)= 0.132
(3) 영분산 파장 : 1318nm
(4) 분산(1550nm) : 16.2ps/nm-km
(5) 유효 단면적(1550nm) : 91.2 ㎛2
(6) 차단 파장 : 1273nm
(7) 모드필드경
1310nm : 8.90㎛, 1550nm : 9.5 ㎛
(8) 분산 기울기 : 0.088ps/nm2/km
실시예 3
본 실시예의 광섬유는 도 3과 같이 삼각형 굴절율 프로파일을 갖는 광섬유에 관한 것이다. 광 중심축에서의 굴절율을 n1라 하고, 반경 rcore에서의 굴절율을 n2라 하며, 클래드 영역의 굴절율(모재로 사용되는 실리카 튜브와 동일한 굴절율을 가짐)을 nc라고 하면, 비굴절율차 △1(%) 및 △2(%)는 아래의 식을 만족하고, 그 굴절율 구조 및 광특성은 아래와 같다.
△1(%)=[(n1 2-nc 2)/2n1 2]×100
△2(%)= [(n2 2-nc 2)/2n2 2]×100
(1) 반경 : rcore= 5.65㎛
(2) 비굴절율차 : △1(%)= 0.456, △2(%)= 0.132
(3) 영분산 파장 : 1315nm
(4) 분산(1550nm) : 17.3ps/nm-km
(5) 유효 단면적(1550nm) : 86.5㎛2
(6) 차단 파장 : 1220nm
(7) 모드필드경
1310nm : 9.45㎛, 1550nm : 10.7㎛
(8) 분산 기울기 : 0.090ps/nm2/km
실시예 4
본 실시예의 광섬유는 도 3과 같이 삼각형 굴절율 프로파일을 갖는 광섬유에 관한 것이다. 광 중심축에서의 굴절율을 n1라 하고, 반경 rcore에서의 굴절율을 n2라 하며, 클래드 영역의 굴절율(모재로 사용되는 실리카 튜브와 동일한 굴절율을 가짐)을 nc라고 하면, 비굴절율차 △1(%) 및 △2(%)는 아래의 식을 만족하고, 그 굴절율 구조 및 광특성은 아래와 같다.
△1(%)=[(n1 2-nc 2)/2n1 2]×100
△2(%)= [(n2 2-nc 2)/2n2 2]×100
(1) 반경 : rcore= 5.06㎛
(2) 비굴절율차 : △1(%)= 0.467, △2(%)= 0.198
(3) 영분산 파장 : 1312nm
(4) 분산(1550nm) : 17.2ps/nm-km
(5) 유효 단면적(1550nm) : 80.1㎛2
(6) 차단 파장 : 1230nm
(7) 모드필드경
1310nm : 9.10㎛, 1550nm : 10.3㎛
(8) 분산 기울기 : 0.078ps/nm2/km
실시예 5
본 실시예의 광섬유는 도 4와 같이 역삼각형 굴절율 프로파일을 갖는 광섬유에 관한 것이다. 광 중심축에서의 굴절율을 n1라 하고, 반경 rcore에서의 굴절율을 n2라 하며, 클래드 영역의 굴절율(모재로 사용되는 실리카 튜브와 동일한 굴절율을 가짐)을 nc라고 하면, 비굴절율차 △1(%) 및 △2(%)는 아래의 식을 만족하고, 그 굴절율 구조 및 광특성은 아래와 같다.
△1(%)=[(n1 2-nc 2)/2n1 2]×100
△2(%)= [(n2 2-nc 2)/2n2 2]×100
(1) 반경 : rcore= 4.03㎛
(2) 비굴절율차 : △1(%)= 0.152, △2(%)= 0.533
(3) 영분산 파장 : 1309nm
(4) 분산(1550nm) : 17.2ps/nm-km
(5) 유효 단면적(1550nm) : 84.7㎛2
(6) 차단 파장 : 1270nm
(7) 모드필드경
1310nm : 9.01㎛, 1550nm : 10.2㎛
(8) 분산 기울기 : 0.090ps/nm2/km
실시예 6
본 실시예의 광섬유는 도 4와 같이 역삼각형 굴절율 프로파일을 갖는 광섬유에 관한 것이다. 광 중심축에서의 굴절율을 n1라 하고, 반경 rcore에서의 굴절율을 n2라 하며, 클래드 영역의 굴절율(모재로 사용되는 실리카 튜브와 동일한 굴절율을 가짐)을 nc라고 하면, 비굴절율차 △1(%) 및 △2(%)는 아래의 식을 만족하고, 그 굴절율 구조 및 광특성은 아래와 같다.
△1(%)=[(n1 2-nc 2)/2n1 2]×100
△2(%)= [(n2 2-nc 2)/2n2 2]×100
(1) 반경 : rcore= 4.10㎛
(2) 비굴절율차 : △1(%)= 0.141, △2(%)= 0.501
(3) 영분산 파장 : 1309nm
(4) 분산(1550nm) : 17.2ps/nm-km
(5) 유효 단면적(1550nm) : 89.4㎛2
(6) 차단 파장 : 1240nm
(7) 모드필드경
1310nm : 9.26㎛, 1550nm : 10.5㎛
(8) 분산 기울기 : 0.090ps/nm2/km
비교예
비교예의 광섬유는 도 1과 같이 계단형 굴절율 프로파일을 갖는 광섬유에 관한 것이다. 광 중심축에서의 굴절율을 n1라 하고, 클래드 영역의 굴절율(모재로 사용되는 실리카 튜브와 동일한 굴절율을 가짐)을 nc라고 하면, 비굴절율차 △1(%)는 아래의 식을 만족하고, 그 굴절율 구조 및 광특성은 아래와 같다.
△1(%)=[(n1 2-nc 2)/2n1 2]×100
비교예 1
(1) 반경 : rcore= 4.83 ㎛
(2) 비굴절율차 : △1(%)= 0.311
(3) 영분산 파장 : 1308nm
(4) 분산(1550nm) : 16.8ps/nm-km
(5) 유효 단면적(1550nm) : 85.9 ㎛2
(6) 차단 파장 : 1230nm
(7) 모드필드경
1310nm : 9.31㎛, 1550nm : 9.1 ㎛
(8) 분산 기울기 : 0.088ps/nm2/km
비교예 2
(1) 반경 : rcore= 4.45 ㎛
(2) 비굴절율차 : △1(%)= 0.335
(3) 영분산 파장 : 1311nm
(4) 분산(1550nm) : 16.5ps/nm-km
(5) 유효 단면적(1550nm) : 86.4 ㎛2
(6) 차단 파장 : 1220nm
(7) 모드필드경
1310nm : 9.34㎛, 1550nm : 9.9 ㎛
(8) 분산 기울기 : 0.087ps/nm2/km
비교예 3
(1) 반경 : rcore= 4.40㎛
(2) 비굴절율차 : △1(%)= 0.331
(3) 영분산 파장 : 1304nm
(4) 분산(1550nm) : 17.3ps/nm-km
(5) 유효 단면적(1550nm) : 84.8㎛2
(6) 차단 파장 : 1190nm
(7) 모드필드경
1310nm : 9.29㎛, 1550nm : 10.5㎛
(8) 분산 기울기 : 0.091ps/nm2/km
시험예
상기 실시예 1 내지 실시예 6의 광섬유와 상기 비교예 1 내지 비교예 3의 광섬유에 대해 각각 ① 반경 16mm, 1회 구부림 손실(dB)과, ② 유도 브릴루앙 산란 문턱값(mW)을 측정하고, 그 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.
구부림 손실(1550nm) [dB] 구부림 손실(1625nm) [dB] 유도 브릴루앙 산란 문턱값(1550nm)[mW]
실시예 1 0.0079 0.021 8.7
실시예 2 0.0086 0.022 8.7
실시예 3 0.029 0.009 8.6
실시예 4 0.009 0.041 8.8
실시예 5 0.013 0.061 8.7
실시예 6 0.053 0.206 8.6
비교예 1 0.014 0.054 7.7
비교예 2 0.048 0.175 7.7
비교예 3 0.101 0.361 7.6
상기 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예의 광섬유의 모드필드경(또는 유효 단면적)이 비교예의 광섬유의 모드필드경(또는 유효 단면적) 보다 작지만, 유도 브릴루앙 산란 문턱값은 더 높다. 이는 광섬유의 굴절율 프로파일 차이에 의한 브릴루앙 이득계수(gB)의 차이 때문이다.
도 5 내지 도 8은 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1, 비교예 2에 대한 유도 브릴루앙 산란 문턱값을 파장 1550nm에서 실험한 그래프를 각각 도시하고 있다.
특히, 실시예 1 내지 실시예 4의 광섬유는 비교예의 광섬유에 비해 구부림 손실이 더 낮을 뿐만 아니라 유도 브릴루앙 산란 문턱값이 더 높다. 또한, 실시예 5 및 실시예 6의 광섬유는 비교예의 광섬유들에 비해 유도 브릴루앙 산란 문턱값이 더 높게 나타난다.
이와 같이, 광섬유의 굴절율 구조를 계단형이 아니라 반경 방향으로 변화시켜 음향파의 전파 속도를 분산시킴으로써 유도 브릴루앙 산란 문턱값을 높일 수 있음을 알 수 있다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명의 광섬유는 코어 영역의 굴절율을 반경 방향으로 변화시킴으로써 구부림 손실을 작게 유지하면서도 유도 브릴루앙 산란 문턱값을 높이고 있다. 따라서, 아날로그 전송시 더 높은 파워의 광신호를 굴곡이 심한 포설 환경에서 다른 전송 특성의 희생 없이 포설이 가능하다.

Claims (13)

  1. 광 중심축으로부터의 반경이 rcore인 코어 영역과, 이 코어 영역을 둘러싸는 클래드 영역을 구비하는 단일 모드 광섬유로서,
    (1) 상기 코어 영역은 광 중심축에서의 비굴절율차 △1과 반경 rcore에서의 비굴절율차 △2가 서로 동일하지 않은 굴절율 프로파일(△1≠△2)을 가지며,
    (여기서, △1(%)=[(n1 2-nc 2)/2n1 2]×100, △2(%)= [(n2 2-nc 2)/2n2 2]×100, n1: 광 중심축에서의 굴절율, n2: 반경 rcore에서의 굴절율, nc: 클래드 영역의 굴절율)
    (2) 1310nm 파장에서의 모드필드경(MFD)이 8.6 ~ 9.5㎛이고,
    (3) 영분산파장이 1300 ~ 1324nm 사이에 존재하고,
    (4) 1550nm 파장에서의 분산값이 18ps/nm-km 이하이고,
    (5) 구부림 반경 16mm로 1번 감았을 때 1550nm 파장에서의 구부림 손실이 0.1dB이하인 것을 특징으로 하는 단일모드 광섬유.
  2. 제 1 항에 있어서,
    광 중심축에서의 비굴절율차 △1이 반경 rcore에서의 비굴절율차 △2보다 큰 굴절율 프로파일(△1 〉△2)을 갖는 것을 특징으로 하는 광섬유.
  3. 제 2 항에 있어서,
    코어 영역의 굴절율 프로파일이 삼각형 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 광섬유.
  4. 제 3 항에 있어서,
    비굴절율차의 비 △2/△1가 0.5 이하(△2/△1≤0.5)인 것을 특징으로 하는 광섬유.
  5. 제 3 항에 있어서,
    비굴절율차의 비 △2/△1가 0.25 이상이고, 0.45 이하(0.25≤△2/△1≤0.45)인 것을 특징으로 하는 광섬유.
  6. 제 1 항에 있어서,
    광 중심축에서의 비굴절율차 △1이 반경 rcore에서의 비굴절율차 △2보다 작은 굴절율 프로파일(△1〈 △2)을 갖는 것을 특징으로 하는 광섬유.
  7. 제 6 항에 있어서,
    코어 영역의 굴절율 프로파일이 역삼각형 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 광섬유.
  8. 제 7 항에 있어서,
    비굴절율차의 비 △2/△1가 2 이상(△2/△1≥2)인 것을 특징으로 하는 광섬유.
  9. 제 7 항에 있어서,
    비굴절율차의 비 △2/△1가 3 이상이고, 4 이하(3≤△2/△1≤4)인 것을 특징으로 하는 광섬유.
  10. 제 2 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서,
    영분산 파장이 1302 ~ 1322nm 사이에 존재하는 것을 특징으로 하는 광섬유.
  11. 제 2 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서,
    1310nm 파장에서의 모드필드경(MFD)이 8.8 ~ 9.4㎛인 것을 특징으로 하는 광섬유.
  12. 상기 청구항 2 또는 청구항 6의 단일모드 광섬유를 채용한 것을 특징으로 하는 광전송선.
  13. 상기 청구항 12의 광전송선을 광전송 경로의 적어도 일부로 채용한 것을 특징으로 하는 광통신 시스템.
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